高超聲速飛行器作為一種新型飛行器,為實現(xiàn)大空域超高聲速飛行要求,低動壓飛行將成為必然。超燃沖壓發(fā)動機(jī)作為其最佳動力裝置,低動壓飛行條件將為超聲速燃燒的穩(wěn)定性和高效性帶來挑戰(zhàn)。一方面隨飛行動壓的下降,環(huán)境壓力大幅下降,促使燃燒室壓力下降引起化學(xué)反應(yīng)速率降低;另一方面,飛行動壓降低使燃燒室入口流速增加,縮短了燃料在燃燒室內(nèi)的駐留時間,使有限長度燃燒室內(nèi)的煤油摻混、點火、穩(wěn)定燃燒更加困難。恰當(dāng)?shù)臏囟葔毫l件和燃料與氧化劑分子尺度上的混合是實現(xiàn)燃燒的前提條件,基于此本文從化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和燃料摻混兩個角度針對動壓變化對超聲速燃燒的影響開展了研究工作,主要研究內(nèi)容如下:首先,通過發(fā)動機(jī)零維性能評估模型分析了動壓、燃燒效率及燃油當(dāng)量比變化對沖壓發(fā)動機(jī)性能的影響,獲得了飛行動壓10-50kPa,飛行馬赫數(shù)2-7,燃燒效率0.8-0.95下燃燒室內(nèi)平均溫度和壓力范圍為進(jìn)一步研究溫度壓力對化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的影響做鋪墊。其次,借助Chemkin/Cantera采用預(yù)混層流火焰燃燒模型分析了燃燒室平均溫度和壓力對點火遲滯時間、反應(yīng)時間、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒎磻?yīng)面厚度的影響,緊接著基于預(yù)混層流火焰特性參數(shù)和湍流燃燒... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

類發(fā)動機(jī)的比沖隨馬赫數(shù)的變化

為無法解決超聲速氣流中無法燃燒的問題，在 2001 年被迫終止。本文究的變幾何燃燒室沖壓發(fā)動機(jī)在低動壓條件下也可能面臨無法燃燒的第三階段：2001 年，NASA 聯(lián)合 DARPA 提出國家航空航天倡議（N國超聲速飛行器技術(shù)發(fā)展進(jìn)入新的高峰期。NASP 計劃失敗后，美國計陸、海、空、天為一體的全球快速打擊體系，對全球任意目標(biāo)進(jìn)行短時打擊。在 NAI 引導(dǎo)下，實施了一系列聯(lián)系緊密的高超聲速研究計劃yper-x、HyFly、Falcon 和 X-51A 計劃。1997 年，NASA 發(fā)起著名的 H劃，目標(biāo)測試超燃沖壓發(fā)動機(jī)，并研究可重復(fù)使用的飛行器一體化技術(shù)-43A、X-43B、X-43C、X-43D 飛行器進(jìn)行試驗。其中 X-43A 飛行器使燃料，對超燃沖壓發(fā)動機(jī)的實際性能進(jìn)行了三次飛行試驗，2004 年 3 月成功完成了第二次和第三次飛行試驗，最高飛行馬赫數(shù)分別為 6.83 和-43B 為概念驗證機(jī)，計劃采用 RBCC 或 TBCC 作為動力系統(tǒng)；X-43C限制，飛行試驗取消；X-43D 用于驗證氫燃料超燃沖壓發(fā)動機(jī)性能，預(yù)馬赫數(shù)可達(dá) 15。X-43 飛行測試的成功，對于實現(xiàn)吸氣式雙級入軌飛行非常重要的意義[6]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文何沖壓發(fā)動機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀組合發(fā)動機(jī)類型有火箭基組合發(fā)動機(jī)(RBCC)和渦輪基中 RBCC 發(fā)動機(jī)是一體化程度最高的組合發(fā)動機(jī)，其兩倍，但是 RBCC 的性能仍然遠(yuǎn)低于 TBCC 發(fā)動機(jī)[賴于渦輪發(fā)動機(jī)和沖壓發(fā)動機(jī)的工作性能，為保證沖壓性能要求渦輪發(fā)動機(jī)加速至馬赫數(shù) 4，但目前渦輪發(fā)動 2.5，導(dǎo)致組合發(fā)動機(jī)動力模式轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)速度連1-3 所示。為解決該問題提出拓展渦輪發(fā)動機(jī)的工作上工作下限，但目前還沒有可以有效提高渦輪發(fā)動機(jī)工沖壓發(fā)動機(jī)是拓寬沖壓發(fā)動機(jī)工作范圍的有效手段變?nèi)紵壹拔矅姽芊矫妫瑖鴥?nèi)外就此展開了積極研究

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]歐洲高超聲速技術(shù)發(fā)展路線研究[J]. 牛文,王自勇,葉蕾.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2013(06)
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博士論文
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碩士論文
[1]不同氧氛圍對正庚烷層流預(yù)混火焰燃燒動力學(xué)的影響機(jī)理研究[D]. 張康平.重慶大學(xué) 2017
[2]寬馬赫數(shù)運(yùn)行沖壓發(fā)動機(jī)的熱力性能優(yōu)化分析[D]. 王友銀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]美國高超聲速飛行器發(fā)展歷程研究[D]. 李益翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]亞燃沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室數(shù)值仿真與試驗研究[D]. 王復(fù)杰.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008



本文編號：2902075